KR20190044419A - 모의비행을 이용한 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템 - Google Patents

모의비행을 이용한 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모의비행 기술을 활용하여 비행제어장치 탑재 소프트웨어를 검증하는 시스템에 관한 것으로, 고유 기능을 갖으며 우선순위와 주기성을 갖는 복수의 타스크로 이루어진 탑재 소프트웨어를 내장하는 탑재 장비; 탑재 장비의 명령에 따라 비행궤적 시뮬레이션 모델을 실행하여 탑재 장비의 소프트웨어 동작 상황을 실시간으로 모의하는 탑재장비 모의 시스템; 및 탑재 장비를 동작시킨 후 상기 탑재 장비로부터 상기 탑재장비 모의 시스템으로부터 출력된 모의 데이터를 근거로 구성한 검증 데이터를 소정 주기로 수신하여, 상기 탑재 장비의 소프트웨어 특성을 검증하는 사격통제/검증 모니터링 시스템;을 포함하며, 상기 검증 데이터는 각 타스크의 수행상태를 나타내는 타스크 하트 비트 (Task Heart Bit)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

모의비행을 이용한 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템{SYSTEM FOR VERIFYING FLIGHT SOFTWARE OF FLIGHT CONTROL DEVICE USING FLIGHT SIMULATION}
본 발명은 모의비행 기술을 활용하여 유도탄의 탑재 장비, 더 상세하게는 비행제어장치에 탑재된 소프트웨어의 특성을 검증하는 탑재 소프트웨어 검증시스템에 관한 것이다.
비행제어장치(Flight Control Unit : FCU)는 발사 전에는 사격통제장비와의 통신을 통해 비행 임무 데이터와 발사 절차를 수행하며, 발사 후에는 유도 및 조종 알고리즘을 실시간 수행하고, 탄내 디지털 통신 및 이산신호 제어 등의 입출력 인터페이스를 통해 관성 항법장치, 구동장치 및 엔진 제어장치 등의 비행 시스템 구성품들을 통제한다. 이러한 비행제어장치의 임무와 기능들은 비행제어장치에 탑재되는 실시간 소프트웨어에 의해 구현되어 처리된다.
비행제어장치 탑재 소프트웨어는 고유 기능을 갖는 타스크(최소 기능을 수행하는 작업 단위)들의 실행 구조로 구성되며, 날이 갈수록 탑재 소프트웨어의 기능이 증가함에 따라 타스크 실행 구조도 복잡해지고 있다. 따라서 데이터 의존성과 제어 의존성을 갖는 타스크 실행 구조의 올바른 기능 동작 확인과 검증은 비행제어장치 개발에 있어서 필수적인 작업이다.
또한, 비행 임무 수행을 통해 비행제어장치 탑재 소프트웨어가 주어진 시간 내에 하드웨어 인터페이스로 출력 데이터를 올바르게 처리했는지 확인하는 것도 매우 중요한 검증 작업이다. 유도조종장치 하드웨어가 올바르게 작동한다고 가정하면, 비행제어장치 탑재 소프트웨어가 생성한 명령값과 하드웨어 인터페이스로 출력되어 피드백(feedback) 받은 값은 동일한 의미를 가진 값이어야 한다. 그렇지 않으면, 비행제어장치 탑재 소프트웨어가 올바르게 작동하지 않음을 의미하므로 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 출력 데이터에 대한 정확한 검증이 필요하다.
그런데, 종래에는 비행제어장치의 체계 납품 후인 시스템 통합 점검 등을 통해서 주로 비행제어장치의 입출력 동작 상태를 확인했으며 문제가 발생하면 해결에 많은 시간과 비용이 소요될 뿐만 아니라 비행제어장치에 대한 신뢰도도 크게 떨어지는 단점이 있었다.
본 발명의 일 목적은 시스템 통합 점검 전에 모의비행 기술을 활용하여 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 특성을 검증할 수 있는 탑재 소프트웨어 검증시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 모의비행환경에서 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 타스크 실행 구조의 강건성과 입출력 데이터의 정확성을 확인 및 검증할 수 있는 탑재 소프트웨어 검증시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 탑재 소프트웨어의 출력 데이터에 대한 정확한 검증을 수행할 수 있는 탑재 소프트웨어 검증시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템은, 고유 기능을 갖으며 우선순위와 주기성을 갖는 복수의 타스크로 이루어진 탑재 소프트웨어를 내장하는 탑재 장비; 탑재 장비의 명령에 따라 비행궤적 시뮬레이션 모델을 실행하여 탑재 장비의 소프트웨어 동작 상황을 실시간으로 모의하는 탑재장비 모의 시스템; 및 탑재 장비를 동작시킨 후 상기 탑재 장비로부터 상기 탑재장비 모의 시스템으로부터 출력된 모의 데이터를 근거로 구성한 검증 데이터를 소정 주기로 수신하여, 상기 탑재 장비의 소프트웨어 특성을 검증하는 사격통제/검증 모니터링 시스템;을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 탑재 장비는 비행제어장치, 관성항법 장치 및 탐색기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 비행궤적 시뮬레이션 모델은 6-DOF(Degrees Of Freedom) 비행궤적 시뮬레이션 모델로서, 비행제어기법 모델, 관성항법 모델 및 탐색기 모델을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 탑재 장비는 탑재장비 모의 시스템에서 출력된 모의 데이터를 근거로 타스크별 수행상태를 나타내는 타스크 하트 비트(Task Heart Bit) 구성의 검증 데이터를 구성하며, 상기 타스크 하트 비트는 16 비트 또는 32 비트의 데이터형 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 타스크 하트 비트의 각 비트에는 각 타스크의 우선순위 및 수행 여부를 나타내는 비트값이 할당될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 타스크의 우선순위는 최우선 순위를 가진 타스크를 타스크 하트 비트의 맨 오른쪽 혹은 맨 왼쪽 비트부터 차례로 할당될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 탑재 장비는 타스크 하트 비트를 기록할 때는 타스크의 주기(P1)와 검증 데이터를 사격통제/검증 모니터링 시스템으로 전송하는 타스크의 주기(P2)를 비교하여, 상기 주기(P1,P2)가 동일하거나 주기(P2)가 주기 (P1)보다 더 빠르면 타스크 하트 비트를 1비트만 할당하고, 상기 주기(P1)가 주기(P2)보다 더 빠르면 P2/P1만큼의 비트를 할당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 사격통제/검증 모니터링 시스템은 상기 탑재장비로부터 수신된 검증 데이터와 응답 데이터를 근거로 상기 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 검증 데이터와 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무는 사격통제/검증 모니터링 시스템에 가시적으로 표시될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템은, 고유 기능을 갖는 복수의 타스크 실행구조로 이루어진 비행제어용 탑재 소프트웨어를 내장하는 비행제어장치; 상기 비행제어장치의 비행제어 명령에 따라 비행궤적 시뮬레이션 프로그램을 실행하여, 상기 비행제어장치의 탑재 소프트웨어의 동작 상황을 실제 비행시험과 유사하게 모의하는 탑재장비 모의 시스템; 및 유도탄 발사신호를 출력하여 비행제어장치를 비행 상태로 만든 후 비행제어장치로부터 상기 탑재장비 모의 시스템에서 출력된 모의 데이터를 근거로 구성된 검증 데이터를 수신하여, 상기 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 특성을 검증하는 사격통제/검증 모니터링 시스템;을 포함하며, 상기 비행제어장치는 모의 데이터를 근거로 각 타스크의 수행상태를 나타내는 타스크 하트 비트(Task Heart Bit)의 검증 데이터를 구성한다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 비행궤적 시뮬레이션 모델은 6-DOF(Degrees Of Freedom) 비행궤적 시뮬레이션 모델로서, 비행제어기법 모델, 관성항법 모델 및 탐색기 모델을 포함하며, 상기 탑재장비 모의 시스템은 비행제어기법 모델을 비행제어장치로 대체하여 실행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 타스크 하트 비트는 16 비트 또는 32 비트의 데이터형 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 타스크 하트 비트의 각 비트에는 각 타스크의 우선순위 및 수행 여부를 나타내는 비트값이 할당될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 타스크의 우선순위는 최우선 순위를 가진 타스크를 타스크 하트 비트의 맨 오른쪽 혹은 맨 왼쪽 비트부터 차례로 할당될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 비행제어장치는 타스크 하트 비트를 기록할 때는 타스크의 주기(P1)와 검증 데이터를 사격통제/검증 모니터링 시스템으로 전송하는 타스크의 주기(P2)를 비교하여, 상기 주기(P1,P2)가 동일하거나 주기(P2)가 주기 (P1)보다 더 빠르면 타스크 하트 비트를 1비트만 할당하고, 상기 주기(P1)가 주기(P2)보다 더 빠르면 P2/P1만큼의 비트를 할당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 사격통제/검증 모니터링 시스템은 상기 탑재장비로부터 수신된 검증 데이터와 응답 데이터를 근거로 상기 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 상기 검증 데이터와 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무는 사격통제/검증 모니터링 시스템에 가시적으로 표시될 수 있다.
상기 실시예에 따라 본 발명은 실제 비행시험에서 발생하는 탑재 소프트웨어의 데이터 의존성과 제어 의존성을 모의할 수 있어, 비행제어장치의 체계 납품 전인 단품 테스트 단계에서 탑재 소프트웨어의 타스크 실행 구조와 출력 데이터의 발생 유무에 대한 사전 검증을 할 수 있으므로 비행제어장치의 신뢰성을 높일 수 있고 문제 발생 시에 문제 해결에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템 내에서 각 장치와 시스템 간의 제어 및 데이터 흐름을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템의 동작을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타스크 기본 구조의 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 타스크 하트 비트(THB)의 할당 방법의 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사격통제/검증 모니터링 시스템의 출력 데이터의 정상 여부를 판단하는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 타스크 수행 상태를 나타내는 프로그램의 예시도.
도면 8은 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 타스크 수행 상태를 실제로 표시하는 일 실시예.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 타스크 하트 비트(THB)에 검증 데이터의 워드 정보와 각 비트별 타스크 구성 정보를 나타내는 설정 파일의 예시도.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
그리고, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
비행제어장치 탑재 소프트웨어의 타스크 실행 구조에 대한 올바른 검증을 위해서는 실제 비행시험과 유사한 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 동작 상황이 모의되어야 검증에 필요한 탑재 소프트웨어의 데이터 의존성과 제어 의존성이 구성할 수 있다. 이를 위해서 본 발명은 모의비행 기술을 활용하여 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 동작 상황을 실제 비행시험과 유사하게 모의하여 탑재 소프트웨어를 검증한다.
본 발명은 전체 시스템(유도탄) 테스팅(체계 시험)을 위하여 모의비행시험을 수행하는 것이 아니라, 단품 탑재장비(비행제어장치) 테스트를 위하여 모의비행시험을 수행하여 비행제어장치 탑재 소프트웨어, 더 상세하게는 비행제어장치의 타스크 수행 상태를 검증하고 더 나아가 탑재 소프트웨어의 출력 데이터 검증을 수행할 수 있는 방안을 제안한다.
일 예로 본 발명에 따른 모의비행을 이용한 검증 시스템에서는 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 3가지 특성(타스크의 수행 상태, 타스크의 수행시간 및 타스크의 출력 데이터 발생상태)을 검증할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템의 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템은 비행제어장치(100), 통신 인터페이스(110), 탑재장비 모의 시스템 (120) 및 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)을 포함할 수 있다.
상기 비행제어장치(100)는 고유 기능을 갖는 복수의 타스크 실행 구조로 구성된 비행제어용 탑재 소프트웨어를 내장할 수 있다. 상기 비행제어용 탑재 소프트웨어는 우선순위와 주기성을 갖는 타스크들의 집합으로 구성된다.
상기 통신 인터페이스(110)는 본 발명을 구성하는 장치 및 시스템을 서로 연결하는 기능과 데이터, 명령, 신호 등을 전달하는 기능을 수행하는 것으로 예를들면 통신 버스일 수 있다. 상기 통신 버스는 1553B 통신 버스, USART, UDP, TCP/IP 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기 탑재장비 모의 시스템(120)은 비행제어장치(100)의 비행제어 명령에 따라 비행궤적 시뮬레이션 모델(프로그램)을 실행하여 비행에 필요한 탑재 장비의 데이터를 실시간 모의할 수 있다. 상기 비행궤적 시뮬레이션 모델은 6-DOF(Degrees Of Freedom) 비행궤적 시뮬레이션 모델일 수 있다.
상기 6-DOF 비행궤적 시뮬레이션 모델은 비행제어기법, 관성항법, 탐색기 모델을 포함한다. 상기 비행제어기법 모델은 비행제어기법 모델이 탑재된 비행제어장치로 대체되고, 나머지 탑재 장비들의 소프트웨어 모델들은 실시간 수행되어 비행 데이터를 실시간 모의한다.
상기 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 사통 명령 데이터를 출력하여 비행제어장치(100)를 비행 상태로 만들고, 상기 비행제어장치(100)를 통해 탑재장비 모의 시스템(120)의 탑재장비 모의 데이터를 소정 구성의 응답 데이터로 제공받아, 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조의 강건성과 입출력 데이터의 정확성을 검증하는 역할을 수행한다.
상기 소정 구성은 타스크 하트 비트(Task Heart Bit : THB) 구성일 수 있다.
상기 타스크 하트 비트(THB)는 16 비트 또는 32 비트의 데이터 타입의 비트로서, 각 비트에는 각 타스크의 우선순위 및 수행 상태를 나타내는 값이 할당될 수 있다.
이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 비행제어장치와 탑재장비 모의 시스템 간의 데이터 흐름과 비행제어장치와 사격통제 모의 및 검증 모니터링 시스템 간의 데이터 흐름을 나타내고, 도 3은 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 통신 인터페이스(110)를 제어하여, 단품 장치인 비행제어장치(100)가 탑재장비 모의 시스템 (120)과 사격통제/검증모니터링 시스템(130)에 연결되도록 한다(S100). 이어서 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 발사전 임무절차를 수행한 후(S110) 상기 비행제어장치(100)로 사통 명령 데이터 즉, 유도탄의 발사신호(Liftoff신호)를 전송하여 비행제어장치(100)를 비행 상태로 만든다(S120).
상기 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)으로부터 발사신호가 출력되면, 비행제어장치(100)는 통신 인터페이스(110)를 통해 탑재장비 모의 시스템(120)과 통신하여 유도탄 발사 후 동작을 수행한다. 즉, 비행제어장치(100)는 탑재장비 모의 시스템(120)으로 비행제어명령(유도명령) 데이터를 전송하고, 탑재장비 모의 시스템(120)은 소정의 비행궤적 시뮬레이션 모델(프로그램)을 이용하여 탑재장비를 실시간으로 모의하고 상기 모의된 탑재장비 모의 데이터를 비행제어장치(100)로 출력한다(폐루프 구조)
앞에서도 언급한 바와 같이 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 타스크 실행 구조에 대한 올바른 검증을 위해서는 실제 비행시험과 유사한 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 동작 상황이 모의되어야만 검증에 필요한 탑재 소프트웨어의 데이터 의존성과 제어 의존성이 구성할 수 있다. 따라서, 탑재장비 모의 시스템(120)은 탑재 소프트웨어의 검증에 필요한 데이터 의존성과 제어 의존성을 얻기 위해서 6-DOF 비행궤적 시뮬레이션 모델을 활용하여 비행에 필요한 탑재장비의 데이터를 실시간 모의할 수 있다. 본 발명에서 이것을 GILS(Gcu In the Loop Simulation) 라고 명명한다. 상기 6-DOF 비행궤적 시뮬레이션 모델은 비행 탑재장비들의 기능을 소프트웨어 모델로 구현한 프로그램으로, 논리적 시간을 기준으로 각 소프트웨어 모델들이 폐루프(closed loop) 구조를 갖으며 주기적으로 수행된다.
상기 GILS는 6-DOF 비행궤적 시뮬레이션 모델의 구성 모델인 비행제어기법, 관성항법, 탐색기 등의 소프트웨어 모델에서 비행제어기법 모델만을 비행제어기법 모델이 탑재된 하드웨어 장비(비행제어장치)로 대체하고, 나머지 탑재 장비들의 소프트웨어 모델들은 실시간 수행하여 비행 데이터를 모의하는 시뮬레이션 기법이다. 상기 GILS 장비로는 실시간 운영이 가능한 시스템이 사용되며, 산출된 비행 모의 데이터를 비행제어장치로 전송하고, 비행제어장치에서 출력되는 유도명령을 수신할 통신 채널이 추가로 필요하다.
상기 탑재장비 모의 시스템(120)로부터 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 동작 상황이 모의된 결과를 나타내는 탑재장비 모의 데이터가 수신되면, 비행제어장치(100)는 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)으로 제공할 검증 데이터를 구성한다.
비행제어장치(100)는 비행제어용 실시간 소프트웨어를 탑재하며, 상기 탑재된 비행제어용 실시간 소프트웨어는 탑재장비 모의 시스템(120)에서 실시간으로 모의된다. 상기 비행제어장치 탑재 소프트웨어는 우선순위와 주기성을 갖는 타스크들의 집합으로 구성된다.
따라서, 비행제어장치(100)는 타스크의 수행 상태를 나타내기 위해서 일정 크기(16 비트 혹은 32 비트) 데이터형의 각 비트에 타스크 수행 상태를 표시하는 타스크 하트 비트(Task Heart Bit : THB)를 이용하여 상기 검증 데이터를 사격통제 및 검증 모니터링 시스템(130)으로 전송한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타스크 기본 구조이고, 도 5는 본 발명에 따른 타스크 하트 비트(THB)의 할당 방법의 예시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와같이, 타스크에는 타스크 하트 비트(THB)와 타스크 수행 시간이 기록되며, 상기 타스크 하트 비트(THB)의 각 비트에는 각 타스크의 우선순위 및 수행여부 상태를 나타내는 값이 할당될 수 있다. 상기 타스크의 우선순위는 최우선 순위를 가진 타스크를 데이터형(16비트 또는 32비트)의 타스크 하트 비트(THB)의 맨 오른쪽 혹은 맨 왼쪽 비트부터 차례로 할당하여 우선순위를 표시할 수 있다. 상기 타스크의 수행 여부는 각 비트에 0 혹은 1 값을 매 수행시 마다 번갈아 저장한다.
상기 타스크 하트 비트(THB)를 기록할 때는 타스크의 주기(P1)와 검증 데이터(Task Heart Bit 정보)를 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)으로 전송하는 타스크의 주기(P2)를 고려해야 한다. 상기 두 주기(P1,P2)가 동일하거나 주기(P2)가 더 빠르면 Task Heart Bit을 1 비트만 할당하지만, 주기(P1)의 주기가 더 빠르면 P2/P1만큼의 비트를 할당한다. 예를 들어, 한 타스크와 Task Heart Bit를 전송할 타스크(데이터 전송 타스크)의 주기가 10ms로 동일하면 Task Heart Bit로 1비트만 할당한다. 반면에 한 타스크의 주기가 5ms고 데이터 전송 타스크의 주기가 10ms이면, Task Heart Bit로 2비트를 할당한다. 이 경우에는 5ms주기의 타스크가 각각의 비트에 0과 1을 기록하게 된다.
비행제어장치(100)는 보조 클럭을 등을 사용하여 타스크 시작 시간과 종료 시간간의 차이를 계산하여 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 타스크 수행 시간을 기록하며, 데이터 전송 타스크는 매 주기마다 사격통제 및 검증 모니터링 시스템(130)으로 상기 구성된 검증 데이터(Task Heart Bit정보)를 전송한다.
또한, 비행제어장치 탑재 소프트웨어의 출력 데이터의 발생 상태는 출력 데이터와 출력 후 비행제어장치 자체 피드백 혹은 해당 장비로부터 응답받은 데이터를 기록하고, 데이터 전송 타스크가 매 주기마다 검증 모니터링 시스템으로 해당 데이터를 응답 데이터와 함께 전송한다.
사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 비행제어장치(100)의 검증 요소들을 모니터링하는 기능을 수행한다. 즉, 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 비행제어장치(100)로부터 받은 검증 데이터 즉, Task Heart Bit를 정보화하여 각 타스크별 수행 상태를 보여주고, 타스크 실행 시간에 대한 최선(best-case), 현재, 그리고 최악(worst=case) 수행 시간을 표시한다.
또한, 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 비행제어장치(100)의 출력 데이터 및 응답 데이터의 발생 여부를 확인하여 비행제어장치의 신뢰성을 검증한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사격통제/검증 모니터링 시스템의 출력 데이터의 정상 여부를 판단하는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에서 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)에서 비행제어장치(100)의 출력 데이터의 정상 여부를 판단한다는 것은 비행제어장치(100)의 출력 데이터와 해당 출력 데이터의 피드백 혹은 응답 데이터간의 의미 일관성을 판단한다는 것을 의미한다.
즉, 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 출력 데이터가 존재하는지 체크하여(S200), 존재하는 경우에는 해당 출력 데이터를 리드한 후(S210) 해당 출력 데이터가 비행제어장치(100)의 확인된 출력 데이터인지 판단하고(S220), 존재하지 않는 경우에는 일정 시간을 대기한 후(S300) 상기 단계(S200)을 다시 수행한다.
상기 단계(S220)의 판단결과 수신된 출력 데이터가 확인된 출력 데이터가 아닌 경우에는 추가로 출력 데이터 발생 여부를 판단할 수 있다(S230). 상기 단계 (S220)의 판단결과 상기 수신된 출력 데이터가 확인된 출력 데이터이면, 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 비행제어장치(100)가 출력한 출력 응답 데이터가 존재하는지 확인하여(S240), 존재하는 경우 해당 출력 응답 데이터를 리드한 후 해당 출력 응답 데이터가 확인된 출력 응답인지를 다시 체크한다(S250, S260). 만약 비행제어장치(100)가 출력한 출력 응답 데이터가 존재하지 않는 경우에는 단계(S270)을 통해 출력 응답 데이터발생 여부를 확인할 수 있다.
본 발명에서는 비행제어장치(100)의 출력 데이터(검증 데이터)와 출력 응답 데이터의 수신 여부를 분리하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 단계(S200, S240), 단계(S230, S270) 및 단계(S220, S260)을 각각 통합하여 한 번에 출력 데이터와 출력 응답 데이터에 대한 체크를 수행할 수 있다.
이후 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)은 출력 데이터(검증 데이터)와 출력 응답 데이터가 모두 발생되었는지 체크하여(S280), 모두 발생된 경우에는 비행제어장치(100)의 출력 데이터 즉 검증 데이터(타스크 하트 비트)의 발생을 "정상"으로 표시하고(S290), 모두 발생되지 않은 상태에서 예정시간을 초과하는 경우에는 "비정상"을 표시하거나 결과 자체를 표시하지 않는다(S290, S300). 그리고, 모두 발생되지 않은 상태에서 예정시간을 초과하지 않은 경우에는 일정 시간을 대기한 후 최초 단계(S200)를 실행한다(S300, S310).
따라서, 상기 검증 데이터 즉 타스크 하트비트와 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무는 사격통제/검증 모니터링 시스템에 가시적으로 표시된다.
도 7은 본 발명에서 제안하는 탑재 소프트웨어 점검방법을 적용하여 사격통제/검증 모니터링 시스템(130)에서 타스크 수행 상태를 나타내는 프로그램의 예시도이고, 도면 8은 타스크 수행 상태를 표시하는 일 실시예로 수행 주기가 100인 타스크의 타스크 하트 비트(THB)를 이용하여 현재 타스크 수행 상태와 정상 유무를 나타낸 예시도이다. 또한, 도 9는 본 발명에서 제안한 방법을 범용적으로 적용한 일 예로, THB 할당 방법에 대한 THB에 해당되는 검증 데이터의 워드 정보와 각 비트별 타스크 구성 정보를 나타내는 설정 파일의 예시도이다.
본 발명은 설명의 편의를 위하여 비행제어장치를 예로들어 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로 비행궤적 시뮬레이션 모델은 비행제어기법 모델, 관성항법 모델, 탐색기 모델 등을 포함하므로, 비행제어장치 대신에 유도탄 비행에 필요한 다른 단품 탑재장비 즉, 관성항법 장치 또는 탐색기를 사용할 경우에는 관성항법 모델 또는 탐색기 모델을 사용하여 해당 단품 장비를 모의할 수 있다. 이러한 모의를 수행하는 경우 해당 단품 탑재 장비 역시 모의 데이터를 이용하여 타스크 하트 비트를 구성한 후 이를 검증 데이터로서 사격통제/검증 모니터링 시스템으로 전송할 수 있다.
상술한 바와같이 본 발명은 실제 비행시험에서 발생하는 탑재 소프트웨어의 데이터 의존성과 제어 의존성을 모의하여 행제어장치 탑재 소프트웨어의 타스크 실행 구조의 강건성과 입출력 데이터의 정확성을 확인 및 검증함으로써, 비행제어장치의 체계 납품 전인 단품 테스트 단계에서 탑재 소프트웨어의 타스크 실행 구조와 출력 데이터의 발생 유무에 대한 사전 검증을 할 수 있다. 이러한 사전 검증을 통해 본 발명은 비행제어장치의 신뢰성을 높일 수 있으며 문제 발생 시에 문제 해결에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 특히 본 발명은 내장형 시스템의 검증이 필요한 분야에 쉽게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 본 발명에 따른 모의비행을 이용한 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 검증시스템 및 방법은 상기 설명된 실시예들에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
100 : 비행제어장치 110 : 통신 인터페이스 장치
120 : 탑재장비 모의 시스템 130 : 사격통제/검증 모니터링 시스템

Claims (15)

  1. 고유 기능을 갖으며 우선순위와 주기성을 갖는 복수의 타스크로 이루어진 탑재 소프트웨어를 내장하는 탑재 장비;
    탑재 장비의 명령에 따라 비행궤적 시뮬레이션 모델을 실행하여 탑재 장비의 소프트웨어 동작 상황을 실시간으로 모의하는 탑재장비 모의 시스템; 및
    탑재 장비를 동작시킨 후 상기 탑재 장비로부터 상기 탑재장비 모의 시스템으로부터 출력된 모의 데이터를 근거로 구성한 검증 데이터를 소정 주기로 수신하여, 상기 탑재 장비의 소프트웨어 특성을 검증하는 사격통제/검증 모니터링 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탑재 장비는
    비행제어장치, 관성항법 장치 및 탐색기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비행궤적 시뮬레이션 모델은
    비행제어기법 모델, 관성항법 모델 및 탐색기 모델로 구성된 6-DOF(Degrees Of Freedom) 비행궤적 시뮬레이션 모델이며,
    상기 탑재장비 모의 시스템은 탑재 장비의 타입에 따라 비행제어기법 모델, 관성항법 모델 및 탐색기 모델 중 해당되는 모델을 대체하여 수행하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탑재 장비는
    탑재장비 모의 시스템에서 출력된 모의 데이터를 근거로 타스크별 수행상태를 나타내는 타스크 하트 비트(Task Heart Bit) 구성의 검증 데이터를 구성하며,
    상기 타스크 하트 비트는
    16 비트 또는 32 비트의 데이터형 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타스크 하트 비트의 각 비트에는
    각 타스크의 우선순위 및 수행 여부를 나타내는 비트값이 할당되는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 타스크의 우선순위는
    최우선 순위를 가진 타스크를 타스크 하트 비트의 맨 오른쪽 혹은 맨 왼쪽 비트부터 차례로 할당되는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 탑재 장비는
    타스크 하트 비트를 기록할 때는 타스크의 주기(P1)와 검증 데이터를 사격통제/검증 모니터링 시스템으로 전송하는 타스크의 주기(P2)를 비교하여,
    (a) 상기 주기(P1,P2)가 동일하거나 주기(P2)가 주기 (P1)보다 더 빠르면 타스크 하트 비트를 1비트만 할당하고,
    (b) 상기 주기(P1)가 주기(P2)보다 더 빠르면 P2/P1만큼의 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 사격통제/검증 모니터링 시스템은
    상기 탑재장비로부터 수신된 검증 데이터와 응답 데이터를 근거로 상기 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  9. 고유 기능을 갖는 복수의 타스크 실행구조로 이루어진 비행제어용 탑재 소프트웨어를 내장하는 비행제어장치;
    상기 비행제어장치의 비행제어 명령에 따라 비행궤적 시뮬레이션 프로그램을 실행하여, 상기 비행제어장치의 탑재 소프트웨어의 동작 상황을 실제 비행시험과 유사하게 모의하는 탑재장비 모의 시스템; 및
    유도탄 발사신호를 출력하여 비행제어장치를 비행 상태로 만든 후 비행제어장치로부터 상기 탑재장비 모의 시스템에서 출력된 모의 데이터를 근거로 구성된 검증 데이터를 수신하여, 상기 비행제어장치의 탑재 소프트웨어 특성을 검증하는 사격통제/검증 모니터링 시스템;을 포함하며,
    상기 검증 데이터는 각 타스크의 수행상태를 나타내는 타스크 하트 비트 (Task Heart Bit)로 구성되는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비행궤적 시뮬레이션 모델은
    6-DOF(Degrees Of Freedom) 비행궤적 시뮬레이션 모델로서, 비행제어기법 모델, 관성항법 모델 및 탐색기 모델을 포함하며,
    상기 탑재장비 모의 시스템은
    비행제어기법 모델을 비행제어장치로 대체하여 실행하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 타스크 하트 비트는
    16 비트 또는 32 비트의 데이터형 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 타스크 하트 비트의 각 비트에는
    각 타스크의 우선순위 및 수행 여부를 나타내는 비트값이 할당되는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 타스크의 우선순위는
    최우선 순위를 가진 타스크를 타스크 하트 비트의 맨 오른쪽 혹은 맨 왼쪽 비트부터 차례로 할당되는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 비행제어장치는
    타스크 하트 비트를 기록할 때는 타스크의 주기(P1)와 검증 데이터를 사격통제/검증 모니터링 시스템으로 전송하는 타스크의 주기(P2)를 비교하여,
    (a) 상기 주기(P1,P2)가 동일하거나 주기(P2)가 주기 (P1)보다 더 빠르면 타스크 하트 비트를 1비트만 할당하고,
    (b) 상기 주기(P1)가 주기(P2)보다 더 빠르면 P2/P1만큼의 비트를 할당하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 사격통제/검증 모니터링 시스템은
    상기 탑재장비로부터 수신된 검증 데이터와 응답 데이터를 근거로 상기 탑재장비의 출력 데이터 발생의 정상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 탑재 소프트웨어의 타스크 실행구조 검증 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111815245A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 上海东普信息科技有限公司 数据通信方法、装置、系统、设备及存储介质
KR102713149B1 (ko) * 2023-08-23 2024-10-04 엘아이지넥스원 주식회사 기술 유출 방지 방법 및 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130055518A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 고려대학교 산학협력단 실시간 내장형 시스템을 위한 ｔｔａ 적용 방법
KR20130088506A (ko) * 2012-01-31 2013-08-08 한국전자통신연구원 무인항공기에 대한 비행 제어 소프트웨어를 검증하기 위한 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130055518A (ko) * 2011-11-18 2013-05-28 고려대학교 산학협력단 실시간 내장형 시스템을 위한 ｔｔａ 적용 방법
KR20130088506A (ko) * 2012-01-31 2013-08-08 한국전자통신연구원 무인항공기에 대한 비행 제어 소프트웨어를 검증하기 위한 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111815245A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 上海东普信息科技有限公司 数据通信方法、装置、系统、设备及存储介质
KR102713149B1 (ko) * 2023-08-23 2024-10-04 엘아이지넥스원 주식회사 기술 유출 방지 방법 및 시스템

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